[实用新型]一种甲醇水蒸气重整制备锅炉用氢气的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种化工设备，尤其涉及一种甲醇水蒸气重整制备锅炉用氢气的装置。

背景技术

在节能减排的大背景下，很多锅炉都由燃煤改烧天然气，但天然气价格较高，限制了天然气锅炉的经济效益。

以氢气为主的混合气体燃料是一种高品质的洁净燃料，它的热值高，燃烧产物主要是水，对环境不产生任何污染。而石化燃料的燃烧，排放大量氮氧化物、二氧化碳、硫化物等，污染大气，危害健康。

制取含氢气体的途径很多，甲醇裂解制取氢气是其中一种，这种方法由于甲醇供应的可靠性及价格较低，而使其与其它制氢技术相比具有明显的优势。

甲醇是一种重要的有机化工原料，是在合成氨、乙烯之后的第三大化工产品。甲醇生产是我国化工行业中的成熟产业，生产工艺简单，投资和生产成本都较低。2012年我国甲醇年产能力有5074万吨，年实际产销量约2640万吨，产能过剩情况严重，利用广泛的甲醇原料催化裂解含氢燃料技术具有重要的战略和商业价值。

利用甲醇裂解可制取含氢气的气体，其方法有以下3种：

 直接裂解：CH3OH→CO+2H2；

 部分氧化：CH3OH+1/2O2→CO2+2H2；

 水蒸汽重整：CH3OH+H2O→CO2+3H2。

相比之下，水蒸气重整反应是甲醇制氢法中氢含量最高的反应，并且具有成本低、条件温和、无腐蚀、产物成分少、易分离等优点，可实现大量供氢的要求。

水蒸汽重整是吸热反应，需要外部提供热源，现有技术中需要其他辅助燃料；重整反应需要催化剂，现有技术中所使用的催化剂多为铜系催化剂，催化效率低，甲醇转化率低，产物中含有有害气体；在节能减排的大背景下，很多锅炉都由燃煤改烧天然气，但天然气价格较高，限制了天然气锅炉的经济效益。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种结构简单、实现自产热自供热的甲醇水蒸气重整制备锅炉用氢气的装置。

为实现上述发明目的，本实用新型是通过如下措施实现的：一种甲醇水蒸气重整制备锅炉用氢气的装置，包括锅炉、烟囱，以及连接锅炉和烟囱的尾部烟道，其中，所述尾部烟道上并联设置有烟气旁路，所述烟气旁路上设置有甲醇裂解反应器，所述甲醇裂解反应器出口通过换热器与所述锅炉的燃烧器连接。

其中，所述甲醇裂解反应器入口通过所述换热器与贮罐连接，所述甲醇裂解反应器和所述贮罐之间的管道上设置有增压泵。

其中，所述烟气旁路管道上设置有调节阀门。  

本实用新型的有益效果为：本装置，制备含氢气体，可以替代燃料油、天然气、重油、煤炭等燃料，解决锅炉使用能源污染问题，实现锅炉自产自用燃料，既能实现燃料的余热有效利用，又能实现生成气体用于燃烧，取代天然气，降低成本，降低能耗，为生产带来效应。

附图说明

图1 为本实用新型实施例的装置图；

附图中，标记为：1、锅炉；2、尾部烟道；3、烟气旁路；4、甲醇裂解反应器；5、烟囱；6、燃烧器；7、贮罐；8、增压泵；9、调节阀门；10、换热器。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，对本方案进行阐述。

参见图1，本实用新型是一种甲醇水蒸气重整制备锅炉用氢气的装置，包括锅炉1、烟囱5，以及连接锅炉1和烟囱5的尾部烟道2，其中，尾部烟道2上并联设置有烟气旁路3，烟气旁路3上设置有甲醇裂解反应器4，甲醇裂解反应器4出口通过换热器10与锅炉1的燃烧器6连接。甲醇裂解反应器4入口通过换热器10与贮罐7连接，甲醇裂解反应器4和贮罐7之间的管道上设置有增压泵8。烟气旁路3管道上设置有调节阀门9。

在反应时，甲醇和软化水从贮罐7，经增压泵8加压后送入换热器10，在换热器10中反应物液与反应生成的含氢气体进行热交换，升温后进入装有催化剂的甲醇裂解反应器4中，锅炉1燃烧产生的烟气通过尾部烟道2放出，温度为250-350℃，烟气从尾部烟道2的烟气旁路3经过，将烟气旁路3内的甲醇裂解反应器4加热，使得甲醇裂解反应器4中的温度达到220-300℃，压力达到1-5MPa，甲醇和软化水气化，在催化剂的作用下，发生甲醇水蒸气重整反应，制得含氢气体，含氢气体经换热器10的换热作用，进入燃烧器6中，为锅炉1燃烧供热。

调节阀门9用来控制烟气的量，从而控制甲醇裂解反应器4的温度。

本实用新型未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本实用新型的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本实用新型的保护范围。